计算机科学 > 机器人技术
[提交于 2025年7月23日
]
标题: 非线性模型预测控制在安全移动机器人导航中的逐步指南
标题: A Step-by-step Guide on Nonlinear Model Predictive Control for Safe Mobile Robot Navigation
摘要: 设计一种模型预测控制(MPC)方案,使移动机器人能够在充满障碍物的环境中安全导航,是机器人学中一个复杂但重要的任务。 在本技术报告中,安全性是指在存在扰动和测量噪声的情况下,确保机器人遵守状态和输入约束并避免与障碍物发生碰撞。 本报告提供了一个逐步实现非线性模型预测控制(NMPC)方案的方法,以解决这些安全要求。 许多书籍和综述论文对线性模型预测控制(LMPC)\cite{bemporad2007robust,kouvaritakis2016model},NMPC\cite{rawlings2017model,allgower2004nonlinear,mayne2014model,grune2017nonlinear,saltik2018outlook}以及它们在各种领域(包括机器人学)中的应用提供了全面的概述\cite{nascimento2018nonholonomic,nguyen2021model,shi2021advanced,wei2022mpc}。 本报告的目的不是重复这些详尽的综述。 相反,它特别关注NMPC作为安全移动机器人导航的基础。 目标是从理论概念到数学证明和实现提供一条实用且易于理解的路径,强调安全性和性能保证。 本报告旨在为研究人员、机器人工程师和实践者提供帮助,以弥合理论NMPC公式与实际机器人应用之间的差距。 本报告不一定需要长期固定不变。 如果有人发现所呈现理论中的错误,请通过提供的电子邮件地址与我们联系。 如需,我们将很高兴更新文档。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.